【文章內(nèi)容簡介】 L/m標高埋設深度/mh/Dh/m地面水面管內(nèi)底上端下端上端下端上端下端上端下端123456789101112131415161778175 300 89265 300 910245 300 1011215 350 1112170 400 121365 400 132135 450 　　　　　　　　　　　　　　　　　1415135 600 151645 600 1617260 600 1718250 600 1819215 700 1820170 700 202130 700 213135 700 　　　　　　　　　　　　　　　　　2223280 300 2324160 300 2425240 300 2526215 350 2627175 450 2728140 500 284145 500 　　　　　　　　　　　　　　　　　2930155 300 305170 350 3132185 600 3233170 600 335110 600 表8 污水主干管的水力計算管段編號管段長度L/m設計流量Q/(L/s)管道直徑D/mm設計坡度I/‰設計流速v/(m/s)設計充滿度降落量IL/m標高埋設深度/mh/Dh/m地面水面管內(nèi)底上端下端上端下端上端下端上端下端1234567891011121314151617122053003 23230 5003 34215 8003 45260 9003 56170 10003 三、 雨水部分的設計說明及設計計算城市雨水管渠系統(tǒng)的布置與污水管道的布置相近，但也有自己的特點。雨水管渠規(guī)劃布置的主要內(nèi)容有：確定排水流域與排水方式，進行雨水的管渠的定線；確定雨水泵房、雨水調(diào)節(jié)池、于是排放口的位置。 雨水布管原則：1. 充分利用地形，就近排入水體。規(guī)劃雨水管線時，首先按照地形劃分排水區(qū)域，進行管線布置。根據(jù)分散和直接的原則，盡量利用自然地形坡度，多采用正交式布置，以最短的距離重力流排入附近的河流、湖泊等會匯水區(qū)域。一般不設泵站。2. 根據(jù)街區(qū)及道路規(guī)劃布置雨水管道。通常應根據(jù)建筑物的分布、道路的布置以及街坊或小區(qū)內(nèi)部的地形、出水口的位置等布置雨水管道，是街坊和小區(qū)內(nèi)大部分雨水以最短的距離排入雨水管道。所以就需要對某一排水區(qū)域進行劃分，使其匯水更加的方便和直接。3. 合理布置雨水口，保證路面雨水舒暢排除。雨水口的布置應根據(jù)地形和匯水面積確定，以使雨水不至漫過路口。一般在道路交叉口的匯水點、低洼地段均應設置雨水口。4. 采用明渠與暗管相結合的方式。在城市市區(qū)，建筑密度較大、交通頻繁地區(qū)。應采用暗管排除雨水，盡管造價高，但是衛(wèi)生情況好，養(yǎng)護方便，不影響交通；在城市郊區(qū)或建筑密度低、交通量小的地方可采用明渠，以節(jié)省工程費用。5. 出水口的位置。當匯水水體離流域很近，水體的水位變化不大，洪水位低于流域地面標高，出水口的建筑費用不大時，宜采用分散出口，使雨水盡快排放，反之，則應該采用集中出口排放方式，本設計中采用分散出口排放。6. 調(diào)蓄水體的布置。充分利用地形，選擇適當?shù)暮雍孀鳛檎{(diào)蓄池，以調(diào)節(jié)洪峰流量，減低溝道設計流量減少泵站的設計數(shù)量。7. 排洪溝的設置。城市中靠近山麓建設的中心區(qū)、居住區(qū)、工業(yè)區(qū)，除了應設雨水管道外，還應考慮在規(guī)劃地區(qū)周圍設置排洪溝。 雨水布管內(nèi)容：1) 確定排水區(qū)域與排水方式：本設計中有很明顯的排水區(qū)界，一條河流自東向西流動，將整個城鎮(zhèn)劃分為河南區(qū)與河北區(qū)；同時將雨水排水區(qū)域分為五個個部分，分別有五條干管收集污水，由于該城鎮(zhèn)為中小型城鎮(zhèn)，且其大氣污染不是很嚴重，酸雨等不嚴重，同時我們的排水管道的設計采用雨污完全分流制的排水，所以收集的雨水以最快的方式直接排入水體，減少城市的積水，沿著河堤自動往西共有五個排水口。2) 污水廠和出水口位置的選擇本設計城市為河南的一個中小型城市，采用雨污完全分流制排水，雨水收集后不用處理直接排放，對水體的影響不是很大，所以雨水收集過程中不用設置污水處理廠來專門處理雨水，浪費資源，出水口的位置分散在河堤處，河南區(qū)有一個，河北區(qū)有四個，共同完成城市的雨水排除工作。3) 污水管道的布置與定線雨水管道的平面布置，一般按照干管、支管的順序進行，雨水的管道這只過程中沒有主干管，干管直接把雨水引入水體。在總體規(guī)劃中，只決定雨水干管的走向和平面布置。定線時，應該充分利用地形，使污水走向按照地面標高由高到低來進行，干管敷設在沿地面標高到低從一個至高點排至水體，最短卻是最快的匯水方式，管道敷設不宜設在交通繁忙的快車道和狹窄的道路下，一般設在兩側的人行道、綠化帶或慢車帶下。支管的平面布置形式采用穿坊式，同時將原有的各個匯水區(qū)域進行劃分，使原來的各個區(qū)域排入不同的管網(wǎng)，從而以最快的速度減少了匯水時間，從而以最少的時間減少地面的積水。進而組成的一個污水排放系統(tǒng)可將該系統(tǒng)穿過其他街區(qū)并與所穿過的街區(qū)的污水管道相連接。管道的材料采用混凝土管4) 確定雨水管道系統(tǒng)的控制點和跌水井設置地點管道系統(tǒng)的控制點為每條管道的起點和整個管段的地面標高起伏點，這些點決定著管道的最小埋深，由于整個管道的敷設過程中，埋深一直滿足最實用條件，且對于將來的發(fā)展留有空間，所以不需要提升泵站，全部依靠重力流排水，由于管道坡度小于地面坡度，所以在下游的部分管段不能夠滿足最小的覆土厚度，所以需要設置跌水井，今本上每個干管需要設置一個跌水井，以滿足埋深和覆土深度的要求。5) 確定雨水管道在街道下的具體位置充分協(xié)調(diào)好與其他管段的關系，污水和雨水管道應該敷設在給水管道的下面，處理管道的原則為：未建讓已建的，臨時性管讓永久性管，小管讓大管，有壓管讓無壓管，可彎管讓不可彎管。雨水管道的直徑一般比其他的管道都要大，所以更要協(xié)調(diào)好各個管道的關系，明白各個管段的位置和相對規(guī)矩，一般雨污水管段要在給水管道的下面。1—城鎮(zhèn)邊界 2—排水流域分界線 3—干管 4—主干管 5—污水廠 6—泵站 7—出水口 8—匯水水體正交式雨水排水管道設置系統(tǒng) 設計計算：：降落到地面上的雨水并不是全部都流入雨水管道系統(tǒng)的，雨水管道系統(tǒng)的設計流量，只是相應匯水面積上全部將水量的一部分，所以進行一下基本計算：：降落到地面上的雨水，在沿地面流行的過程中，形成地面徑流，地面徑流的流量稱為雨水地面徑流量。因此將雨水管道系統(tǒng)匯水面積上的地面雨水徑流與總降水量的比值稱為徑流系數(shù)，用符號ψ表示，即：目前再設計計算中徑流系數(shù)根據(jù)地面覆蓋情況按經(jīng)驗來定，《室外排水設計規(guī)范》中有關徑流系數(shù)的規(guī)定見表9。由于在同一個匯水面積上，兼有多種地面覆蓋的情況，根據(jù)本設計中各中地面的覆蓋情況，用加權平均的方法可以求出整個城鎮(zhèn)的平均地表徑流系數(shù)，該城鎮(zhèn)的各種地面的覆蓋率等具體數(shù)據(jù)見表10。表9 徑流系數(shù)ψ值地面種類徑流系數(shù)ψ各種屋面、混凝土和瀝青路面大塊鋪砌路面和瀝青表面處理的碎石路面級配碎石路面干砌磚石和碎石路面非鋪砌土路面公園和綠地表10 各種性質(zhì)地面所占面積百分率表地 面名稱各種屋面砼瀝青路 面碎石路面非鋪砌地 面瀝青表面處理的碎石路面公園和菜 地所占百分比(％)438419620所以本城鎮(zhèn)的平均徑流系數(shù)為：，與國內(nèi)的部分城市采用的綜合徑流系數(shù)相比，其符合河南城市的基本情況，所以采用本數(shù)值。 設計暴雨強度的確定：由于各個地區(qū)的氣候條件不同，將于的規(guī)律也不同，因此各地的降雨強度公式也不同。雖然，不同地區(qū)暴雨強度公式各異，但都反映出降雨強度與重現(xiàn)期p和降雨歷時t之間的函數(shù)關系。要求的某地區(qū)的暴雨強度，只需求出該地區(qū)的重現(xiàn)度和降雨歷時即可 設計重現(xiàn)度p的確定有暴雨強度公式可知，暴雨強度隨著重現(xiàn)度p值的不同而不同，p值越大，暴雨強度越大，p值越小，暴雨強度越小。P值的確定影響著設計流量，如果p值采用較高的值的話，計算的雨水設計流量就會比較大，雨水管道的設計斷面相應增大，安全性高，但是會增加工程的造價；反之，可降低工程造價，地面積水可能性大，可能發(fā)生排水不暢，不能及時排除雨水。我國地域遼闊，各地的重現(xiàn)度差別比較大，同一城市中也可能出現(xiàn)不同的重現(xiàn)度。但是本設計的目標城市為一個中小城市，暴雨強度的差別不會很大，同時沒有很多重要的區(qū)域，所以整個城市采用統(tǒng)一的重現(xiàn)期。結合國內(nèi)的各個城市的經(jīng)驗數(shù)值和對該城市的具體分析，鄭州、西安、武漢等周邊城市的情況，所以確定該城鎮(zhèn)的重現(xiàn)期為1a。 設計降雨歷時的確定當匯水區(qū)域最遠點到達回水管道的那一刻，相應的設計斷面上產(chǎn)生最大的雨水流量。所以集水時間t是由地面雨水集水時間和管內(nèi)雨水運行時間兩部分組成，所以降水歷時可用下式表達： m折減系數(shù)； 1）地面雨水集水時間的確定地面雨水集水時間是指雨水從匯水區(qū)域上最遠點A到第一個雨水口a的地面雨水流行時間。在實際應用中，要準確的確定值較為困難，故通常不予計算而直接采用經(jīng)驗數(shù)值。根據(jù)《室外排水設計規(guī)范》中規(guī)定：一般采用5—15min。一般匯水面積較小，地形較陡，建筑密度較大，雨水口分布較密的地區(qū)，宜采用較小的值，一般為5—8min左右，其他情況為8—15mi